概念設計在建筑結構設計中的應用

鄭蔚瑩

摘要：隨著城市化進程的不斷推進，建筑事業蒸蒸日上，基于人們生活水平的不斷提高，建筑結構設計應結合人們的實際需求，提高建筑結構的具體使用價值。而概念設計就是在為滿足這一設計理念，應運而生的設計方法，該種設計方式使建筑結構設計思路更加寬闊，對計算理論的缺陷加以彌補。對概念設計加以研究，探討其發展歷程以及在建筑結構設計中的具體應用，對我國的建筑行業發展具有重要的現實意義。

關鍵詞：建筑結構設計；概念設計；重要意義；具體應用

對建筑結構加以設計，是建筑工程建設的主要環節，也關系著建筑物實際使用價值的發揮，加強對建筑結構設計的研究具有重要意義。隨著經濟與科技水平的不斷提高，計算機技術在建筑結構設計中得到了廣泛運用，采用計算分析對建筑結構進行設計，雖然取得了一定的成效，但是也帶來了一定的設計問題?；诖?，概念設計被人們逐漸重視，成為計算設計中有效的彌補方式，現將對概念設計加以研究，具體探討概念設計在建筑結構設計中的應用。

一、概念設計研究與發展

（一）概念設計內涵

所謂概念設計，是以充分分析用戶需求為基礎，根據用戶的實際需求情況，對所需產品進行一系列的設計過程，該過程具有完整性與全面性，因此若采用該種設計方法，在概念產品生成之前，應將設計概念貫穿于設計的整個過程之中。設計概念也就是用戶需求，是概念設計方式的關鍵，會決定設計活動由模糊到清晰，由抽象到具體進行改變，最終實現設計概念的實際效果，生成概念產品。伴隨時代的不斷進步，概念設計被應用于多個領域，對我國較多行業做出了突出貢獻，隨著建筑工程建設的不斷增多，概念設計在建筑結構設計中也得到了廣泛應用，使建筑結構設計更加完善[1]。

（二）概念設計的發展歷程

我國對于概念設計的理論研究相對較少，當前仍處于起步階段，沒有形成統一的概念設計體系，但是概念設計觀念在很多設計中被充分的借鑒與采納。眾所周知，需要進行設計的行業較多，對于概念設計難以形成統一的認識。但是各行業在進行設計時，對于概念設計的應用卻逐漸增多，有些設計人員會刻意的選用概念設計方式，同樣設計人員在無意中運用了概念設計，隨著設計內容發展越來越復雜，概念設計發展具有廣闊的前景。與此同時，隨著信息技術的進步，借助計算機系統進行設計也相對普遍，這對概念設計的推廣帶來了優越的條件。

二、概念設計應用于建筑結構設計中的重要意義

結構設計方案將指導建筑工程建設，對建筑物實際使用功能起到一定的決定作用，而建筑結構設計涉及的內容又較多，傳統的結構設計將難以滿足時代發展的需要。設計人員在進行結構設計時，采用概念設計能夠克服一些傳統設計弊端，使結構設計更加完美。

第一，克服設計中電算分析的某些不足。借助于計算機系統進行結構設計，雖然對于設計效率有所提高，但是計算機軟件的采用也會帶來某些誤差，尤其是計算機軟件的選用是否得當，將直接影響設計結果的真實性。除此之外，隨著計算機技術的廣泛應用，設計人員對計算機形成了過分依賴，對于計算結果過分信任，從而造成某些設計失誤。將概念設計應用于結構設計之中，設計人員會對設計概念形成充分理解，對于結構設計目標加以明確，能夠及時發現電算誤差，克服了電算分析中的不足之處。

第二，完善了結構設計。建筑結構設計中引入概念設計理念，提高了設計人員對結構概念的掌握程度，開拓了設計人員的設計思路與靈感。當設計人員對于建筑結構概念具有充分認識時，概念混亂以及定性錯誤等問題出現的概率自然減少，對于設計過程中出現的問題能夠及時的發現，并采取相應的解決方案。隨著概念設計的不斷發展，建筑結構設計也得以完善，設計人員將創新出更多的設計技術，使建筑結構設計水平進一步提高[2]。

三、概念設計在建筑結構設計中的具體應用

（一）概念設計在電算分析中的應用

隨著信息時代的到來，將計算機技術運用到建筑結構設計之中，不僅有效減輕了工作人員的計算負擔，同時也提高了各項結構系數的計算精確度。然而，基于計算機系統的多樣性，在進行建筑結構設計時，一旦選用系統不合理將帶來嚴重的計算誤差，可見建筑結構設計不能完全依賴于計算機技術。將概念設計應用與電算分析之中，需要設計人員結合自身的專業水平，以及多年的工作經驗，對電算結果進行及時的確定。與此同時，在結構設計進行電算之前，設計人員應對建筑結構布局加以正確界定，根據建筑功能需求，確定建筑主體的抗側壓能力，如果電算分析得出的結果與之存在較多偏差，可及時采取措施進行彌補，對結構設計加以完善。

（二）概念設計在方案選擇中的應用

為保證結構設計的合理性，在對建筑結構設計方案進行選擇時，應該充分運用概念設計。對設計方案進行優化選擇，首要目的應使結構設計滿足建筑實際需要，因此可將此作為設計概念，這樣選擇的方案才會更加合理。概念設計在方案選擇中的應用，具體來講包括如下方面：首先，對于基礎方案的優化。地基基礎設計是建筑結構設計的關鍵部分，如果基礎設計存在問題，將直接對建筑工程質量產生嚴重影響，采用概念設計思想，對施工條件進行具體分析，根據相關地質勘測報告結果，有針對性的進行基礎基礎設計，使地基潛力得以充分發揮。其次，對建筑物剛度加以明確，建筑結構承載著建筑的荷載，同時也要具有一定的抗震能力，建筑結構剛性是否合理，對于建筑物使用壽命具有重要影響，在建筑物剛度確定中，既要做到節約資源、避免浪費，又要對建筑穩定性和安全性加以提高，在此基礎上對建筑結構設計方案進行選擇。

（三）概念設計在抗震設計中的應用

在傳統的建筑結構設計過程中，為了提高建筑物的抗震能力，往往是通過增加配筋數量，增加結構的剛度來實現。然而，地震的發生級別難以預測，同樣建筑物可能遭受的地震參數也無法確定，應采用再多的配筋數量，只會使建筑結構的剛度增加，但是實際的抗震效果并不高。同時，采用的建筑結構材料會具有一定的非彈性性質，結構帶來的空間作用，以及會產生怎樣的阻尼變化都是不確定的，如果只是依據計算系統的計算結果，建筑物的抗震性能難以得到有效的提高。將概念設計理念運用到抗震設計之中，對于降低地震力的效果反而更加顯著。一方面，將隔震效能的概念設計運用到抗震設計中，通過在建筑物基礎與主體之間加設隔震層，降低地震力對建筑主體的影響，這樣可以減少地震對建筑結構的破壞，相應的抗震能力自然增加。另一方面，采用聚散地震能量的概念設計，加強對建筑結構的敏感部位以及薄弱部位的設計，提高建筑結構整體對地震能量的耗散作用，避免地震能量聚集到某一薄弱部位，造成結構破壞，從而使建筑物整體結構遭受威脅[3]。

結語：

綜上所述，將概念設計應用于建筑結構設計之中，不僅彌補了電算分析的不足與缺陷，同時設計人員的設計靈感也是結構設計更加完美。當前，建筑結構設計中對概念設計的應用，主要體現在電算分析、方案選擇、抗震設計等方面。伴隨時代的不斷發展，應對概念設計加以大膽創新，使建筑結構設計水平得到進一步提高，促進我國建筑結構設計行業的快速發展。

參考文獻：

[1]湯蘭. 試論概念設計在建筑結構設計中的應用分析[J]. 科技創新與應用，2014，29：229.

[2]井維. 探討概念設計在高層建筑結構優化設計中的應用[J]. 門窗，2013，11：166.

[3]賈今釗. 概念設計在建筑結構設計中的應用研究[J]. 工程建設與設計，2015，01：18-19.